ANALISIS
KESADAHAN AIR
I. TUJUAN
Tujuan dari percobaan ini adalah
- Mempelajari penyebab dan pengaruh air
sadah.
- Menentukan kesadahan sampel air.
II. DASAR TEORI
Jika kita
memperhatikan dasar ketel yang kita gunakan untuk memasak air, semakin lama
dasar ketel tersebut akan semakin tebal oleh kerak. Kerak yang terbentuk pada
dasar ketel akan menyebabkan penghantaran panas terhambat, sehingga untuk
memanaskan air
akan membutuhkan waktu yang lama.Kerak yang terbentuk pada dasar ketel disebabkan oleh air sadah.
akan membutuhkan waktu yang lama.Kerak yang terbentuk pada dasar ketel disebabkan oleh air sadah.
Air
sadah adalah air yang mengandung garam terlarut dari ion kalsium,
magnesium dan besi. Air sadar bukan merupakan air yang berbahaya, karena memang
ion-ion tersebut dapat larut dalam air. Akan tetapi dengan kadar Ca2+ yang
tinggi akan menyebabkan air menjadi keruh.
Walaupun
tidak berbahaya, ternyata air sadah dapat menyebabkan beberapa kerugian, antara
lain :
1. Sabun menjadi
kurang berbuih. Hal ini terjadi karena ion Ca2+ atau Mg2+ dapat bereaksi dengan
sabun membentuk endapan.
Ca2+ (aq) + 2RCOONa (aq) ; Ca(RCOO)2 (s) + 2Na+ (aq)
Dengan terbentuknya endapan, maka fungsi sabun sebagai pengikat kotoran menjadi kurang atau bahkan tidak efektif. Sabun akan berbuih kembali setelah semua ion Ca2+ atau Mg2+ yang terdapat dalam air mengendap. Lain halnya dengan detergen, detergen tidak bereaksi dengan ion Ca2+ atau Mg2+ sehingga detergen tidak terpengaruh oleh air sadah.
Ca2+ (aq) + 2RCOONa (aq) ; Ca(RCOO)2 (s) + 2Na+ (aq)
Dengan terbentuknya endapan, maka fungsi sabun sebagai pengikat kotoran menjadi kurang atau bahkan tidak efektif. Sabun akan berbuih kembali setelah semua ion Ca2+ atau Mg2+ yang terdapat dalam air mengendap. Lain halnya dengan detergen, detergen tidak bereaksi dengan ion Ca2+ atau Mg2+ sehingga detergen tidak terpengaruh oleh air sadah.
2. Air sadah
dapat menyebabkan terbentuknya kerak pada dasar ketel yang selalu digunakan
untuk memanaskan air. Sehingga untuk memanaskan air tersebut diperlukan
pemanasan yang lebih lama. Hal ini merupakan pemborosan energi. Timbulnya kerak
pada pipa uap dapat menyebabkan penyumbatan sehingga dikhawatirkan pipa tersbut
akan meledak.
Air sadah
digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation
(Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.
1. Air sadah sementara
Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
2. Air sadah tetap
Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan SO42-. Berarti senyawa yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2), kalsium nitrat (Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2), magnesium nitrat (Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+.
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas dari kesadahan.
Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan SO42-. Berarti senyawa yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2), kalsium nitrat (Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2), magnesium nitrat (Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+.
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas dari kesadahan.
Cara paling
mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air sadar atau bukan
dengan menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka
sabun akan sukar berbiuh, kalaupun berbuih, berbuihnya sedikit. Kemudian untuk
mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika ternyata setelah
dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda gunakan
adalah air sadah tetap.
Untuk
menghilangkan kesadahan sementara ataupun kesadahan tetap pada air yang anda
mah dapat dilakukan dengan menggunakan zeolit. Anda cukup menyediakan tong yang
dapat menampung zeolit. Pada dasar tong sudah dibuat keran. Air yang akan anda
gunakan dilewatkan pada zeolit terlebih dahulu. Air yang telah dilewatkan pada
zeolit dapat anda gunakan untuk keperluan rumah tangga, spserti mencuci, mandi
dan keperluan masak.
Zeolit
memiliki kapasitas untuk menukar ion, artinya anda tidak dapat menggunakan
zeolit yang sama selamanya. Sehingga pada rentang waktu tertentu anda harus
menggantinya.
Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan
pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion),
Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling
mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Reaksi–reaksi pembentukan
kompleks atau yang menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga
banyak, tidak hanya dalam titrasi. Karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang
kompleks, sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi. Contoh
reaksi titrasi kompleksometri . Di percobaan kami, yang berfungsi sebagai
titran adalah , sedangkan yang berfungsi sebagai titrat adalah
Titrasi
kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan
ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam
larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat
kelarutan tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula
kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang
menyangkut penggunaan EDTA. Gugus-yang terikat
pada ion pusat, disebut ligan, dan dalam larutan air, reaksi dapat dinyatakan
oleh persamaan :
M(H2O)n + L = M(H2O)(n-1) L + H2O
Asam etilen diamin
tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis
asam amina polikarboksilat. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat
berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus
karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua
atom koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2-diaminoetanatetraasetat
(asametilenadiamina tetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen –
penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul (Rival, 1995).
Suatu EDTA dapat membentuk senyawa
kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan
ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam, dapat terjadi
protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam, yang
menghasilkan spesies seperti CuHY-. Ternyata bila beberapa ion logam
yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan
jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut (Harjadi, 1993).
Selektivitas kompleks
dapat diatur dengan pengendalian pH, misal Mg, Ca, Cr, dan Ba dapat dititrasi
pada pH = 11 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan
indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks
logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator
demikian disebut indikator metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah
Eriochrome black T; pyrocatechol violet; xylenol orange; calmagit;
1-(2-piridil-azonaftol), PAN, zincon, asam salisilat, metafalein dan calcein
blue (Khopkar, 2002).
Eriochrome Black T merupakan indikator kompleksometri yang merupakan bagian
dari titrasi kompleksometri, misalnya. dalam proses penentuan kekerasan air. Ini
adalah dye.It azo juga dikenal sebagai ET-00.
Dalam bentuk terprotonasi nya, Eriochrome Black T biru. Berwarna merah
ketika membentuk kompleks dengan kalsium, magnesium, atau ion logam lainnya. rumus
kimianya dapat ditulis sebagai HOC10H6N = NC10H4 (OH) (NO2) SO3Na
III. METODE PERCOBAAN
a. Alat dan Bahan
Pada percobaan
tentang analisis kesadahan air ini bahan-bahan yang digunakan adalah larutan
N2EDTA 50 ml (2 x 50 ml; untuk percobaan satu dan dua)0,01 M, larutan standar
Ca 2+ 20 ml konsentrasi 0,0005 M, 1 ml buffer Ph 10 (2 x 1 ml; untuk 2x
percobaan), 20 ml sampel akuades, dan yang terakhir adalah 2 tetes indicator
EBT (2 x 2 tetes, untuk 2 kali percobaan).
Sedangkan
alat-alat yang digunakan adalah buret 50 ml yang digunakan untuk menitrasi, 3
buah labu Erlenmeyer 125 ml.
b. Prosedur kerja
1. Standarisasi 0,01 M larutan Etilandiamin Tetra Asetat
- Disediakan larutan N2EDTA sebanyak 50
ml.Kemudian larutan itu dimasukkan ke dalam buret sampai angka pada buret
menunjukkan angka 0.Kemudian, Disediakan 3 buah labu Erlenmeyer 125 ml yang
sudah diisi dengan 20 ml larutan standar Ca 2+ o,ooo5 M, 1 ml buffer Ph 10, dan
2 tetes indicator EBT. Kemudian dilakukan titrasi, dengan cara buret dibuka
perlahan-lahan sampai keluar tetes-tetes larutan N2EDTA. Ditunggu sampai warna
merah anggur di larutan di labu Erlenmeyer berubah menjadi biru
langit. Percobaan dilakukan sebanyak 3x. Sesudah itu dicatat berapa
masing-masing volume N2EDTA yang diperlukan untuk menitrasi.
2. Analisis sampel air
- Disediakan larutan N2EDTA sebanyak 50 ml.
Kemudian larutan itu dimasukkan ke dalam buret sampai angka pada buret
menunjukkan angka 0.Sementara, Disediakan 3 buah labu Erlenmeyer 125 ml yang
sudah diisi dengan 20 ml larutan sampel air, 1 ml buffer Ph 10, dan 2 tetes
indicator EBT. Kemudian dilakukan titrasi, dengan cara buret dibuka
perlahan-lahan sampai keluar tetes-tetes larutan N2EDTA. Ditunggu sampai warna
merah anggur di larutan di labu Erlenmeyer berubah menjadi biru langit.
Percobaan dilakukan sebanyak 3x. Sesudah itu dicatat berapa masing-masing
volume N2EDTA yang diperlukan untuk menitrasi.
c. Gambar / set
alat titrasi
Satu set alat titrasi.
IV. HASIL PERCOBAAN
1. Standarisasi 0,01 M larutan Na2H2Y2
1. Standarisasi 0,01 M larutan Na2H2Y2
NO
|
URAIAN
|
PERC.1
|
PERC.2
|
PERC.3
|
1
|
Massa kertas timbang + Na2H2Y2 (g)
|
|||
2
|
Massa kertas timbang (g)
|
|||
3
|
Massa Na2H2Y (g)
|
|||
4
|
Volume larutan standar Ca 2+
|
20 ml
|
20 ml
|
20 ml
|
5
|
Konsentrasi larutan standar Ca 2+ (ml)
|
5 x 10^-4 M
|
5 x 10^-4 M
|
5 x 10^-4 M
|
6
|
Mol Ca 2+= mol Na2H2Y2 (ml)
|
|||
7
|
Pembacaan buret (akhir) ml
|
3,0
|
6,1
|
10
|
8
|
Pembacaan buret (awal) ml
|
0
|
3,0
|
6,1
|
9
|
Volume titran Na2H2Y2 ml
|
3,0
|
3,1
|
3,9
|
10
|
Molaritas Larutan N2H2Y2 mol/L
|
|||
11
|
Molaritas rerata larutan Na2H2Y2 (mol
/ L)
|
Ppm rata-rata nya adalah 81,5
mg/L
2.
analisis sampel air
NO
|
URAIAN
|
PERC.1
|
PERC.2
|
PERC.3
|
1
|
Volume sampel air (ml)
|
20 ml
|
20 ml
|
20 ml
|
2
|
Pembacaan buret, akhir (ml)
|
5,3
|
10,7
|
16,3
|
3
|
Pembacaan buret, awal (ml)
|
0
|
5,3
|
10,7
|
4
|
Volume titran Na2H2Y2 (ml)
|
5,3
|
5,4
|
5,6
|
5
|
Mol Na2H2Y2 = mol ion sadah Ca 2+ dan
Mg 2+ (mol)
|
|||
6
|
Massa CaCO3 ekuivalen (g)
|
|||
7
|
Ppm CaCO3 (mg CaCO3/L sampel)
|
|||
8
|
Ppm CaCO3 rerata
|
Tergolong air sadah sedang
PEMBAHASAN
1.Standarisasi
larutan Na2EDTA
Pada percobaan ini, pertama yang dilakukan adalah menstandarisasi larutan
Na2EDTA. Alat-alat yang diperlukan disiapkan sebelumnya. Selanjutnya, larutan
Na2EDTA dimasukkan ke dalam buret smpai buret menunjuk ke angka 0. Setelah itu,
disiapkan 3 buah Erlenmeyer 125 ml masing – masing dengan larutan standar Ca2+
sebanyak 20 ml, 1 ml larutan buffer pH 10 dan dua tetes indicator EBT. Setelah
itu dilakukan titrasi sehingga warna merah anggur pada larutan berubah menjadi
biru laut.
Sebelum menjadi larutan standar, larutan Na2EDTA perlu distandarisasi
karena larutan tersebut tidak stabil , larutan Na2EDTA sangat mudah bereaksi
dengan keadaan lingkungan sekitar. Karena jika mudah bereaksi dengan
lingkungan, otomatis volumenya akan senantiasa berubah sehingga juga akan
mempengaruhi besar konsentrasi.
Pada saat melakukan titrasi, harus sesuai dengan standar cara titrasi yang
telah ditetapkan yaitu dengan cara tetes per tetes. Karena jika tidak sesuai
dengan standar cara titrasi yang telah ditetapkan, data bisa tidak valid.
Kemudian, pada saat titrasi, labu Erlenmeyer juga digoyang-goyangkan supaya
titrasi dapat berjalan dengan baik dan percampuran sempurna. Pada saat titrasi
untuk standarisasi larutan Na2EDTA, reaksi yang terjadi adalah:
1.Ketika larutan standar Ca2+ ditambah indikator EBT
reaksinya:
Ca2+(aq)
+ EBT(aq) à [Ca-EBT]2+(aq)
Pada saat itu terjadi perubahan warna
dari biru langit menjadi merah anggur karena pengikatan sebagian ion Ca2+ oleh
EBT
2. Ketika
Na2EDTA ditambahkan Ca2+ reaksinya :
Ca2+(aq) + H2Y2-(aq) ↔ [CaY]2-(aq) + 2 H+(aq)
Sebelum
titran H2Y2- ditambahkan untuk analisis, analit
berwarna biru agak kemerahan karena ion kompleks [Ca-EBT]2+. Apabila
H2Y2-mengompleks semua Ca2+ maka kompleks
biru kemerahan [Ca-EBT]2+terdisosiasi dan warna biru agak kemerahan
berubah menjadi warna biru langit.Ketika telah mencapai titik akhir, semua ion
sadah telah terkompleksikan dengan H2Y2-.
[Ca-EBT]2+(aq)
+ H2Y2-(aq) à CaY2-(aq) + 2H+(aq) + EBT(aq)
Merah
anggur biru
langit
2.Analisis
Kesadahan sampel air
Selanjutnya, percobaan kedua yang kami lakukan adalah menganalisis
kesadahan sampel air. Langkah-langkah yang harus dilakukan sama dengan langkah
pertama, yakni buret diisi dengan larutan Na2EDTA sampai angka 0 dan
masing-masing erlenmeyer 125 ml diisi dengan sampel air sebanyak 20 ml, 1 ml
larutan buffer pH 10 dan 2 tetes indikator EBT. Setelah itu dilakukan titrasi
secara tetes pertetes sampai warna merah anggur berubah menjadi biru langit.
Pada saat titrasi, lebu Erlenmeyer perlu digoyang-goyangkan supaya dapat
bereaksi sempurna.
Reaksi
yang terjadi adalah :
Mg2+(aq)
+ EBT(aq) à [Mg-EBT]2+(aq)
biru
langit merah
anggur
Reaksi tresebut di atas merupakan reaksi pada saat indikator EBT
ditambahkan pada sampel air dimana EBT mengomplek ion Mg2+ sehingga
warnanya berubah dari biru langit menjadi merah anggur, pada saat ini larutan
benar-benar berwarna merah anggur karena pada sampel air terdapat ion Mg2+yang
lebih mudah dikompleksi oleh EBT dari pada ion Ca2+.Pada saat
titrasi reaksi yang terjadi adalah :
[Mg-EBT]2+ (aq) + H2Y2- (aq) à MgY2-(aq) + 2H+ (aq) + EBT(aq)
Merah
anggur biru
langit
Pada saat titrasi, ion H2Y2- mengompleks semua
Ca2+ dan Mg2+ bebas pada sampel air sehingga
kompleks merah anggur [Mg-EBT]2+ terdisosiasi dan warna merah
anggur berubah menjadi biru langit dari indikator EBT dan pada saat itu titik
akhir telah tercapai, semua ion sadah telah terkompleksikan dengan H2Y2-.
Setelah dihitung dan dimasukkan ke dalam persamaan, hasil yang didapat ppm
rata-ratanya adalah 81,5 mg / L dan termasuk dalam klasifikasi air sadah
sedang.
V. KESIMPULAN
Dari
percobaan yang telah dilakukan diperoleh data:
a.Air sampel
mengandung ion Ca2+ sebanyak 81,5 mg/L
b. Air sampel tersebut tergolong sedang
tingkat kesadahannya.
.
VI. DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond. 2005. Welcome to
Chemistry. New York: WH company
Adkinds, Peter dan Julio de Paula. 2003.
Physical Chemistry. London: SIER http://masterkimiaindonesia.com/artikel/air-sadah/
VII. LEMBAR PENGESAHAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa laporan
ini dikerjakan dengan mandiri.
Asisten Praktikan
PERHITUNGAN
1. Standarisasi larutan Na2EDTA
Ekivalen mol Ca2+ = mol Na2EDTA
V Ca2+ x Mca2+ = V Na2EDTA x M Na2EDTA
M Na2EDTA = V Ca2+ x N Ca2+
V Na2EDTA
Titrasi 1
M1 = 20 ml x 0,0005 M = 0.0033
M M Na2EDTA rata-rata=M1+M2+M3
3,0 ml 3
Titrasi
2 =0,0033 M + O,0032 M + 0,0026
M2 = 20 ml x 0,0005 M = 0.0032
M 3
3,1
ml =0,0030 M
Titrasi 3
M3 = 20 ml x 0,0005 M = 0.0026 M
3,9 ml
2.Analisis sampel air
Ekivalen,
Mol Na2EDTA = mol ion sadah
Mol ion sadah = M Na2EDTA x V titrasi
Titrasi
1
n1 = M x V1= 0,0030 x 5,3 ml = 0,0159 mmol
Titrasi 2
n2 = M x V1= 0,0030 x 5,4 ml = 0,0162mmol
Titrasi 3
n3 = M x V1= 0,0030 x 5,6 ml = 0,0168 mmol
Massa air sadah
m1 = n1 x Mr CaCO3 = 0,0159x 100 = 1,59 mg
m2 = n2 x Mr CaCO3 = 0,0162 x 100 = 1,62 mg
m3 = n3 x Mr CaCO3 = 0,0168 x 100 = 1,68 mg
ppm CaCO3 = massa
volume sampel
ppm1 = 1,59 mg =79,5 mg/L
0,02 L
ppm2 = 1,62 mg = 81 mg/L
0,02 L
ppm3 = 1,68 mg = 84 mg/L
0,02 L
Jadi, ppm rata – ratanya = ppm1 + ppm2 + ppm3
3
= 79,5 + 81 + 84 (mg/L)
3
= 81,5 mg/L
No comments:
Post a Comment